JP5428030B1

JP5428030B1 - 絶縁監視装置

Info

Publication number: JP5428030B1
Application number: JP2013135524A
Authority: JP
Inventors: 義和寺上
Original assignee: 義和寺上
Priority date: 2013-06-12
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2033-06-12
Also published as: JP2015001516A

Abstract

【課題】被測定回路の回路方式（相、線方式）にかかわらず模擬回路接続電路数が１電路で良いものとし、小型、安価で設置しやすい絶縁監視装置を提供する。
【解決手段】単相３線式交流回路の場合において、被測定回路１の絶縁劣化電路が模擬回路７２の接続相と反対側だった場合に算出される対地絶縁抵抗が、絶縁劣化電路が模擬回路７２の接続相と同じ側の非接地電路の場合と同じ大きさで負の値になることにより、算出される値の絶対値を対地絶縁抵抗とすることで、模擬回路７２の接続先非接地電路を１電路とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、絶縁監視装置に係り、特に電気回路稼動状態における対地絶縁性の良否を判定する技術に関する。

電気回路稼動状態における対地絶縁性の良否判断には、対地絶縁抵抗値または漏れ電流に含まれる絶縁抵抗を通して流れる抵抗分漏れ電流値を求め、その値が電気設備技術基準（以下電技）に示される対地絶縁抵抗規定値（例えば対地電圧２００Ｖ回路における絶縁抵抗値を０．２ＭΩ以上、抵抗分漏れ電流に換算して１ｍＡ以下とすること）より健全側にあるか否かをもって行うことが有効である。

その方法の例として、被測定回路から大地への漏れ電流と、被測定回路と大地間に既知のアドミッタンスを持つ模擬回路を接続した場合の漏れ電流値と既知アドミッタンス値によって対地絶縁抵抗値を求める方法が提案されている。（特許文献１参照）
特許第４９７７４８１号公報

［特許文献１］で提案されている方式では、被測定回路と大地間に既知のアドミッタンスを持つ模擬回路を接続し模擬回路接続前後の対地漏れ電流値を利用する方法で算出する対地絶縁抵抗の大きさによって高精度な絶縁良否の判定が行えるものとしている。

被測定回路と大地間に接続する模擬回路の接続電路については、単相２線式交流回路や三相３線式交流回路及び三相４線式交流回路では非接地電路のなかの１電路のみとしているが、単相３線式交流回路の場合には非接地電路のなかの１の電路と２の電路に切替接続し、模擬回路接続前の対地漏れ電流値と模擬回路を１の電路に接続したときの対地漏れ電流値との差、及び模擬回路接続前の対地漏れ電流値と模擬回路を２の電路に接続したときの対地漏れ電流値との差を比較し、差が大きかった接続電路を採択し対地絶縁抵抗を算出する方法となっている。

絶縁監視装置の製品化にあたっては、適用性向上の見地から単相３線式交流回路用を他の回路方式と別に製品化する方法はとらず前記すべての回路方式に適用できるものとすることから、単相３線式交流回路向けの対地絶縁抵抗算出方法のために模擬回路と電路との接続部が１電路分多く必要となり、装置が大型化するとともに配線箇所が多くなるという欠点が有った。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、被測定回路の回路方式（相、線方式）にかかわらず模擬回路接続電路数が１電路で良いものとし、小型、安価で設置しやすい絶縁監視装置を提供することを目的とする。

前期目的を達成するために、請求項に記載の絶縁監視装置は、被測定回路から大地への漏れ電流を計測する漏れ電流計測手段と、前記被測定回路の非接地電路のひとつと大地との間に切断可能に接続される既知のアドミッタンスＹ_ａを有する模擬回路と、前記被測定回路と大地との間に前記該模擬回路を接続した接続状態と、前記被測定回路の非接地電路と大地との間から前記模擬回路を切断した切断状態とで切り替える模擬回路開閉手段と、前記模擬回路を通して大地に流れる模擬電流を計測する模擬電流計測手段と、前記模擬回路開閉手段により前記模擬回路を切断状態とし、該切断状態において前記漏れ電流計測手段により漏れ電流Ｉ_ｇを計測する模擬回路切断時漏れ電流計測手段と、前記模擬回路開閉手段により前記模擬回路を接続状態とし、該接続状態において前記漏れ電流計測手段により模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａを計測すると共に、前記模擬電流計測手段により模擬電流Ｉ_ｔａを計測し、前記模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇと、前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａと、前記模擬電流Ｉ_ｔａと、前記模擬回路のアドミッタンスＹ_ａとに基づいて、前記被測定回路の対地絶縁抵抗Ｒ_ｅを、関係式Ｒ_ｅ＝Ｆ（Ｉ_ｇ、Ｉ_ａ、Ｉ_ｔａ、Ｙ_ａ）を用いて算出する第１の対地絶縁抵抗算出手段と、

被測定回路から大地への漏れ電流を検出する漏れ電流計測手段と、前記被測定回路の非接地電路のひとつと大地との間に切断可能に接続されると共に、既知の異なる値の第１のアドミッタンスＹ_ａと第２のアドミッタンスＹ_ｂとに切替可能に接続される模擬回路と、前記模擬回路と大地との間に前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_ａと第２のアドミッタンスＹ_ｂのうちのいずれかを接続した接続状態と、前記被測定回路と大地との間から前記模擬回路を切断した切断状態とで切り替える模擬回路開閉手段と、前記模擬回路を通して大地に流れる模擬電流を計測する模擬電流計測手段と、前記模擬回路開閉手段により前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_ａを接続状態とし、該接続状態において前記模擬回路接続時漏れ電流計測手段により模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａを計測すると共に、前記模擬電流計測手段により模擬電流Ｉ_ｔａを計測し、前記模擬回路開閉手段により前記模擬回路の第２のアドミッタンスＹ_ｂを接続状態とし、該接続状態において前記模擬回路接続時漏れ電流計測手段により前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂを計測し、前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａ、前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂ、前記模擬電流Ｉ_ｔａと、前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_ａ及び第２のアドミッタンスＹ_ｂに基づいて、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅを、関係式Ｒ_ｅ＝Ｆ（Ｉ_ａ、Ｉ_ｂ、Ｉ_ｔａ、Ｙ_ａ、Ｙ_ｂ）を用いて算出する第２の対地絶縁抵抗算出手段と、

被測定回路から大地への漏れ電流を検出する漏れ電流計測手段と、前記被測定回路の非接地電路のひとつと大地との間に切断可能に接続されると共に、既知の異なる値の第１のアドミッタンスＹ_ａと第２のアドミッタンスＹ_ｂとに切替可能に接続される模擬回路と、前記模擬回路と大地との間に前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_ａと第２のアドミッタンスＹ_ｂのうちのいずれかを接続した接続状態と、前記被測定回路と大地との間から前記模擬回路を切断した切断状態とで切り替える模擬回路開閉手段と、前記模擬回路開閉手段により前記模擬回路を切断状態とし、該切断状態において前記模擬回路切断時漏れ電流計測手段により前記漏れ電流Ｉ_ｇを計測する模擬回路切断時漏れ電流計測手段と、前記模擬回路開閉手段により前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_ａを接続状態とし、該接続状態において前記漏れ電流計測手段により模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａを計測すると共に、前記模擬回路開閉手段により前記模擬回路の第２のアドミッタンスＹ_ｂを接続状態とし、該接続状態において前記漏れ電流計測手段により前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂを計測し、前記模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇと、前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａと、前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂと、前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_ａ及び第２のアドミッタンスＹ_ｂに基づいて、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅを、関係式Ｒ_ｅ＝Ｆ（Ｉ_ｇ、Ｉ_ａ、Ｉ_ｂ、Ｙ_ａ、Ｙ_ｂ）を用いて算出する第３の対地絶縁抵抗算出手段の、

前記第１から第３の対地絶縁抵抗算出手段のうち少なくともひとつを有し、前記対地絶縁抵抗算出手段により算出された前記絶縁抵抗Ｒ_ｅに基づいて前記被測定回路の絶縁状態に関する情報を出力する出力手段を有する絶縁監視装置において、被測定回路が単相３線式交流回路の場合には前記対地絶縁抵抗算出手段による算出値の絶対値を前記対地絶縁抵抗とする手段と、を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、単相３線式交流回路向け対地絶縁抵抗算出のために模擬回路接続電路を２電路にすることが不要となり、すべての回路方式（相、線方式）について模擬回路接続電路が１電路で済む、小型、安価で設置が容易な絶縁監視装置を提供できる。

本発明による絶縁監視装置の接続及び、大地へ流れる電流の経路を示す回路図である。従来技術による単相３線式交流回路対応絶縁監視装置の接続及び、大地へ流れる電流の経路を示す回路図である。被測定回路の模擬回路接続前の漏れ電流と、模擬回路の抵抗接続時の漏れ電流と、模擬回路の抵抗を通して大地に流れる模擬電流との関係を示すベクトル図である。単相３線式交流回路で、絶縁劣化電路が模擬回路接続電路と逆の場合の、被測定回路の模擬回路接続前の漏れ電流と、模擬回路の抵抗接続時の漏れ電流と、模擬回路の抵抗を通して大地に流れる模擬電流との関係を示すベクトル図である。被測定回路の模擬回路接続前の漏れ電流と、模擬回路のコンデンサ接続時の漏れ電流と、模擬回路のコンデンサを通して大地に流れる模擬電流との関係を示すベクトル図である。単相３線式交流回路で、絶縁劣化電路が模擬回路接続電路と逆の場合の、被測定回路の模擬回路接続前の漏れ電流と、模擬回路のコンデンサ接続時の漏れ電流と、模擬回路のコンデンサを通して大地に流れる模擬電流との関係を示すベクトル図である。模擬回路の抵抗接続時の漏れ電流と、模擬回路の別の抵抗接続時の漏れ電流と、模擬回路の抵抗を通して大地に流れる模擬電流との関係を示すベクトル図である。単相３線式交流回路で、絶縁劣化電路が模擬回路接続電路と逆の場合の、模擬回路の抵抗接続後の漏れ電流と、模擬回路の別の抵抗接続時の漏れ電流と、模擬回路の抵抗を通して大地に流れる模擬電流との関係を示すベクトル図である。模擬回路の静電容量接続時の漏れ電流と、模擬回路の別の静電容量接続時の漏れ電流と、模擬回路の静電容量を通して大地に流れる模擬電流との関係を示すベクトル図である。単相３線式交流回路で、絶縁劣化電路が模擬回路接続電路と逆の場合の、模擬回路の静電容量接続時の漏れ電流と、模擬回路の別の静電容量接続時の漏れ電流と、模擬回路の静電容量を通して大地に流れる模擬電流との関係を示すベクトル図である。模擬回路接続前の漏れ電流と、模擬回路の抵抗接続時の漏れ電流と、模擬回路の別の抵抗接続時の漏れ電流との関係を示すベクトル図である。単相３線式交流回路で、絶縁劣化電路が模擬回路接続電路と逆の場合の、模擬回路接続前の漏れ電流と、模擬回路の抵抗接続時の漏れ電流と、模擬回路の別の抵抗接続時の漏れ電流との関係を示すベクトル図である。模擬回路接続前の漏れ電流と、模擬回路の静電容量接続時の漏れ電流と、模擬回路の別の静電容量接続時の漏れ電流との関係を示すベクトル図である。単相３線式交流回路で、絶縁劣化電路が模擬回路接続電路と逆の場合の、模擬回路接続前の漏れ電流と、模擬回路の静電容量接続時の漏れ電流と、模擬回路の別の静電容量接続時の漏れ電流との関係を示すベクトル図である。本発明の実施例による絶縁監視装置の構成を示す構成図である。

以下、添付図面に従って本発明に係る絶縁監視装置を実施するための形態について詳述する。

図１は、本発明による絶縁監視装置の接続と対地漏れ電流及び模擬回路を通して大地に流れる模擬電流の経路を示すもので、被測定回路１には零相変流器４が接続される。被測定回路の電源である変圧器ＴＲの２次側（被測定回路側）においては電路１２から接地線３により接地がなされており、負荷２の対地アドミッタンスＹ_ｅを通して流れる対地漏れ電流は、前記零相変流器４にて検出され絶縁監視装置５の監視制御部６に供給される。絶縁監視装置５の模擬回路接続部７には既知の値を有する模擬回路７２があり、監視制御部６及び模擬回路接続部７に組み込まれる模擬回路制御部７１の指令に応動する第１の模擬回路開閉部Ｓ_ａまたは第２の模擬回路開閉部Ｓ_ｂによって、接続線８１を介して被測定回路１の非接地電路のひとつに接続される。

模擬回路７２を通して大地に流れる電流は、電流検出部７３により検出され模擬回路制御部７１及び監視制御部６に伝達される。

模擬回路開閉部Ｓ_ａと模擬回路開閉部Ｓ_ｂは、監視制御部６及び模擬回路接続部７に組み込まれる模擬回路制御部７１の指令に応動して前記模擬回路を被測定回路の非接地電路に接続するか、前記前記模擬回路を被測定回路と切断状態にするもので、前記模擬回路７２が既知の異なる値のアドミッタンスＹ_ａとＹ_ｂで構成される方式の前記第２及び前記第３の対地絶縁抵抗算出手段を有する絶縁監視装置にあっては、前記アドミッタンスＹ_ａ、またはＹ_ｂのいずれかを交番的に被測定回路の非接地電路に接続するか、前記アドミッタンスＹ_ａまたはＹ_ｂの両方を被測定回路と切断状態にする。

図２は、従来技術による単相３線式交流回路対応絶縁監視装置の接続と対地漏れ電流及び模擬回路を通して大地に流れる電流の経路を示すもので、図１に示した本発明による絶縁監視装置に対して接続電路切替スイッチＳｆと、非接地電路との接続線８２の追加が必要なのとなっている。

接続電路切替スイッチＳｆは、被測定回路が単相３線式交流回路の場合に前記模擬回路７２を被測定回路１の非接地電路１１、または１２のいずれかに接続する接続電路切替スイッチで、接続線８１及び８２により前記被測定回路の非接地電路１１または１２のいずれかに接続される。

前記接続電路切替スイッチＳｆは、被測定回路が単相３線式交流回路以外の場合には前記模擬回路７２を被測定回路１の非接地側電路１１、または１２のいずれかに接続したままとなる。

図３は、前記第１の算出手段において、模擬回路を切断状態とした場合の被測定回路から大地への模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇ、開閉部Ｓ_ａ閉路によって抵抗Ｒ_ａを接続させた場合の被測定回路から大地への模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａと、抵抗Ｒ_ａを通して大地に流れる模擬電流Ｉ_ｔａとの関係を、ベクトル図によって表したものである。
（図中のＩ_ｇｒは、模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇの抵抗成分、Ｉ_ｇｃは、模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇの静電容量成分を示す。以下図１３まで同じ）

図３に示す、前記模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇ、前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａ、前記模擬電流Ｉ_ｔａ及び模擬回路の抵抗Ｒ_ａによる

が対地絶縁抵抗Ｒ_ｅを求める算出式として特許文献１に示されている。

図４は、前記図３の条件において、被測定回路が単相３線式交流回路であって、絶縁劣化電路が模擬回路接続電路と反対側の電路で、模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇの方向が図３に対して点対称的に反対側になる場合を示している。

図４の場合、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅを求める計算式は次のように導かれる。
模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇと、対地電圧Ｅと、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅ及び対地静電容量Ｃ_ｅ、との関係は

（ただし、ωは交流の角周波数で（２π）×（被測定回路の周波数）、以下同じ）
抵抗Ｒ_ａを接続した場合の模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａと、対地電圧Ｅと、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅと、対地静電容量Ｃ_ｅ及び抵抗Ｒ_ａとの関係は

であり、抵抗Ｒ_ａを通して大地に流れる模擬電流Ｉ_ｔａと、対地電圧Ｅと、抵抗Ｒ_ａとの関係は

である。
式（２）、式（３）、式（４）より導かれる

が対地絶縁抵抗Ｒ_ｅを求める算出式となる。

前記式（５）は、特許文献１に示される式（１）と正負が逆で大きさは同じものとなる。

図５は、前記第１の算出手段において、模擬回路開閉部Ｓ_ａを閉路させる前の被測定回路から大地への模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇと、開閉部Ｓ_ａ閉路によって静電容量Ｃ_ａを接続させた場合の被測定回路から大地への模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａと、静電容量Ｃ_ａを通して大地に流れる模擬電流Ｉ_ｔａの関係をベクトル図によって表したものである。

図５に示す、前記模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇ、前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａ、前記模擬電流Ｉ_ｔａ及び模擬回路の静電容量Ｃ_ａによる

図６は、前記図５の条件において、被測定回路が単相３線式交流回路であって、絶縁劣化電路が模擬回路接続電路と反対側の電路で、模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇの方向が図３に対して点対称的に反対側になる場合を示している。

図６の場合、絶縁抵抗Ｒ_ｅを求める計算式は次のように導かれる。
模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇと、対地電圧Ｅと、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅ及び対地静電容量Ｃ_ｅ、との関係は

静電容量Ｃ_ａを接続した場合の対地漏れ電流Ｉ_ａと、対地電圧Ｅと、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅと、対地静電容量Ｃ_ｅ及び模擬回路の対地静電容量Ｃ_ａとの関係は

静電容量Ｃ_ａを通して大地に流れる電流Ｉ_ｔａと、対地電圧Ｅと及び静電容量Ｃ_ａとの関係は

であり、式（２）、式（７）、式（８）より

が導かれる。
式（２）、式（７）、式（８）、式（９）より導かれる

が対地絶縁抵抗Ｒ_ｅを求める算出式となる。

前記式（１０）は特許文献１に示される式（６）と正負が逆で大きさは同じものとなる。

図７は、前記第２の算出手段において、抵抗Ｒ_ａを接続させた場合の被測定回路から大地への模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａと、抵抗Ｒ_ｂを接続させた場合の被測定回路から大地への模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂと、抵抗Ｒ_ａを通して大地に流れる模擬電流Ｉ_ｔａと、の関係をベクトル図によって表したものである。

図７に示す、前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａと、前記模擬電流Ｉ_ｔａと、前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂと、抵抗Ｒ_ａ及び抵抗Ｒ_ｂによる

が特許文献に示されている。

図８は、前記図７の条件において、被測定回路が単相３線式交流回路であって、絶縁劣化電路が模擬回路接続電路と反対側の電路で、模擬回路切断時の切断時漏れ電流Ｉ_ｇの方向が図３に対して点対称的に反対側になる場合を示している。

図８の場合、絶縁抵抗Ｒ_ｅを求める計算式は次のように導かれる。
模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇと、対地電圧Ｅと、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅ及び対地静電容量Ｃ_ｅ、との関係は

抵抗Ｒ_ａを接続した場合の模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａ、対地電圧Ｅと、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅと、対地静電容量Ｃ_ｅ及び抵抗Ｒ_ａとの関係は

であり、抵抗Ｒ_ｂを接続させた場合の模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂと、対地電圧Ｅと、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅと、対地静電容量Ｃ_ｅ及び抵抗Ｒ_ｂとの関係は

となる。
抵抗Ｒ_ａを通して大地に流れる模擬電流Ｉ_ｔａと、対地電圧Ｅ及び抵抗Ｒ_ａとの関係は

なので、式（２）、式（３）、式（４）、式（１２）により導かれる

が、絶縁抵抗Ｒ_ｅを求める算出式となる。

前記式（１３）は特許文献１に示される式（１１）と正負が逆で大きさは同じものとなる。

図９は、前記第２の算出手段において、静電容量Ｃ_ａを接続させた場合の模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａと、静電容量Ｃ_ｂを接続させた場合の模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂと、静電容量Ｃ_ａを通して大地に流れる模擬電流Ｉ_ｔａと、の関係をベクトル図によって表したものである。

図９に示す、前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａと、前記模擬電流Ｉ_ｔａと、前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂと、静電容量Ｃ_ａ及び静電容量Ｃ_ｂによる

図１０は、前記図９の条件において、被測定回路が単相３線式交流回路であって、絶縁劣化電路が模擬回路接続電路と反対側の電路で、模擬回路切断時の切断時漏れ電流Ｉ_ｇの方向が図３に対して点対称的に反対側になる場合を示している。

図１０の場合、絶縁抵抗Ｒ_ｅを求める計算式は次のように導かれる。
模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇと、対地電圧Ｅと、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅ及び対地静電容量Ｃ_ｅ、との関係は

静電容量Ｃ_ａを接続した場合の模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａと、対地電圧Ｅと、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅと、対地静電容量Ｃ_ｅ及び静電容量Ｃ_ａとの関係は

静電容量Ｃ_ｂを接続した場合の模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂと、対地電圧Ｅと、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅと、対地静電容量Ｃ_ｅ及び静電容量Ｃ_ｂとの関係は

となる。
静電容量Ｃ_ａを通して大地に流れる電流Ｉ_ｔａと、対地電圧Ｅ及び静電容量Ｃ_ａとの関係は

であり、
式（２）、式（７）、式（８）、式（１６）より被測定回路の対地静電容量Ｃ_ｅは

となる。
式（７）、式（１６）により導かれる

に式（１７）で求めたＣ_ｅを与えたものが、絶縁抵抗Ｒ_ｅを求める算出式となる。

前記式（１７）が特許文献に示される式（１５）と正負が逆で大きさが同じであることから、前記式（１８）は特許文献に示される式（１４）と正負が逆で大きさが同じものとなる。

図１１は、前記第３の算出手段において、模擬回路開閉部Ｓ_ａまたは模擬回路開閉部Ｓ_ｂを閉路させる前の被測定回路から大地への漏れ電流Ｉ_ｇと、模擬回路開閉部Ｓ_ａ閉路によって抵抗Ｒ_ａを接続した場合の模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａと、模擬回路開閉部Ｓ_ｂ閉路によって抵抗Ｒ_ｂを接続した場合の模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂとの関係をクトル図によって表したものである。

図１１に示す、前記模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇ、前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａ、前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂ、抵抗Ｒ_ａ及び抵抗Ｒ_ｂによる

図１２は、前記図１１の条件の中で、被測定回路が単相３線式交流回路であって、絶縁劣化電路が模擬回路接続電路と反対側の電路で、模擬回路切断時の切断時漏れ電流Ｉ_ｇの方向が図３に対して点対称的に反対側になる場合を示している。

図１２の場合、対地絶縁抵抗Ｒｅを求める計算式は次のように導かれる。
模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇと、対地電圧Ｅと、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅ及び対地静電容量Ｃ_ｅ、との関係は

抵抗Ｒ_ａを接続した場合の模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａと、対地電圧Ｅと、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅと、対地静電容量Ｃ_ｅ及び抵抗Ｒ_ａとの関係は

抵抗Ｒ_ｂを接続した場合の模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂと、対地電圧Ｅと、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅと、対地静電容量Ｃ_ｅ及び抵抗Ｒ_ｂとの関係は

なので、
式（３）、式（１２）により導かれる

が絶縁抵抗Ｒ_ｅを求める算出式となる。

前記式（２０）は、特許文献１に示される前記式（１９）と正負が逆で絶対値は同じものとなっている。

図１３は、前記第３の算出手段において、模擬回路開閉部Ｓ_ａまたは模擬回路開閉部Ｓ_ｂを閉路させる前の被測定回路から大地への漏れ電流Ｉ_ｇと、模擬回路開閉部Ｓ_ａ閉路によって静電容量Ｃ_ａを接続した場合の模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａと、模擬回路開閉部Ｓ_ｂ閉路によって静電容量Ｃ_ｂを接続した場合の模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂとの関係をクトル図によって表したものである。

図１３に示す、静電容量接続前の模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇ、静電容量Ｃ_ａ、静電容量Ｃ_ａ、静電容量Ｃ_ａを接続させた場合の、被測定回路から大地への模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａ、静電容量Ｃ_ｂを接続させた場合の被測定回路から大地への模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂとの関係による

ただし、

が絶縁抵抗Ｒ_ｅを求める算出式として特許文献１に示されている。

図１４は、前記図１３の条件の中で、条件の中で、被測定回路が単相３線式交流回路であって、絶縁劣化電路が模擬回路接続電路と反対側の電路で、模擬回路切断時の切断時漏れ電流Ｉ_ｇ方向が図３に対して点対称的に反対側になる場合を示している。

図１４の場合、対地絶縁抵抗Ｒｅを求める計算式は次のように導かれる。
模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇと、対地電圧Ｅと、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅ及び対地静電容量Ｃ_ｅ、との関係は

となり、静電容量Ｃ_ｂを接続した場合の模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂと、対地電圧Ｅと、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅと、対地静電容量Ｃ_ｅ及び静電容量Ｃ_ｂとの関係は

となる。
式（２）、式（７）、式（１６）より被測定回路の対地静電容量Ｃ_ｅは

となる。
式（７）、式（１６）により導かれる

に式（２３）で求めたＣ_ｅを与えたものが、絶縁抵抗Ｒ_ｅを求める算出式となる。

前記式（２３）が、特許文献１に示される前記式（２２）と正負が逆で絶対値は同じものとなることから、式（２４）は特許文献１に示される前記式（２２）と正負が逆で大きさが同じものとなる。

図１５は、本発明の実施例を示す構成図で、設定部６１によって適用する被測定回路の回路方式を設定する。

以上述べたように、本発明によれば、電気設備個々の電技規定値による絶縁劣化判定を小型で安価な絶縁監視装置で行えるようになる。
従って、電気設備個々の絶縁監視を行うことが容易となり、予防保全による事故の未然防止が普及する。

ＴＲ・・・変圧器
Ｅ・・・被測定回路の対地電圧
Ｉ_ｇ・・・被測定回路の対地漏れ電流
Ｉ_ｇｒ・・・被測定回路の対地漏れ電流の抵抗成分
Ｉ_ｇｃ・・・被測定回路の対地漏れ電流の静電容量成分
Ｙ_ａ・・・模擬回路の第１のアドミッタンス
Ｙ_ｂ・・・模擬回路の第２のアドミッタンス
Ｉ_ａ・・・模擬回路の第１のアドミッタンスを接続した場合の被測定回路の対地漏れ電流
Ｉ_ｂ・・・模擬回路の第２のアドミッタンスを接続した場合の被測定回路の対地漏れ電流
Ｉ_ｔａ・・・被測定回路から模擬回路のアドミッタンスを通して大地に流れる模擬電流
Ｒ_ｅ・・・被測定回路の絶縁抵抗
Ｒ_ａ・・・模擬回路の第１の抵抗
Ｒ_ｂ・・・模擬回路の第２の抵抗
Ｃ_ｅ・・・被測定回路の対地間静電容量
Ｃ_ａ・・・模擬回路の第１の静電容量
Ｃ_ｂ・・・模擬回路の第２の静電容量
１・・・被測定回路
１１・・・被測定回路の非接地電路
１２・・・被測定回路の接地電路
１３・・・被測定回路の別の非接地電路
４・・・零相電流器
５・・・絶縁監視装置
６・・・監視制御部
６１・・・設定部
７・・・模擬回路接続部
７１・・・模擬回路制御部
７２・・・模擬回路
７３・・・電流検出部
Ｓ_ａ・・・第１の模擬回路開閉部
Ｓ_ｂ・・・第２の模擬回路開閉部
Ｓｆ・・・接続相切替部
８１・・・被測定回路の非接地電路との接続線
８２・・・被測定回路の非接地線の他の一方との接続線

Claims

被測定回路から大地への漏れ電流を計測する漏れ電流計測手段と、前記被測定回路の非接地電路のひとつと大地との間に切断可能に接続される既知のアドミッタンスＹ_ａを有する模擬回路と、前記被測定回路と大地との間に前記該模擬回路を接続した接続状態と、前記被測定回路の非接地電路と大地との間から前記模擬回路を切断した切断状態とで切り替える模擬回路開閉手段と、前記模擬回路を通して大地に流れる模擬電流を計測する模擬電流計測手段と、前記模擬回路開閉手段により前記模擬回路を切断状態とし、該切断状態において前記漏れ電流計測手段により漏れ電流Ｉ_ｇを計測する模擬回路切断時漏れ電流計測手段と、前記模擬回路開閉手段により前記模擬回路を接続状態とし、該接続状態において前記漏れ電流計測手段により模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａを計測すると共に、前記模擬電流計測手段により模擬電流Ｉ_ｔａを計測し、前記模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇと、前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａと、前記模擬電流Ｉ_ｔａと、前記模擬回路のアドミッタンスＹ_ａとに基づいて、前記被測定回路の対地絶縁抵抗Ｒ_ｅを、関係式Ｒ_ｅ＝Ｆ（Ｉ_ｇ、Ｉ_ａ、Ｉ_ｔａ、Ｙ_ａ）を用いて算出する第１の対地絶縁抵抗算出手段と、
被測定回路から大地への漏れ電流を検出する漏れ電流計測手段と、前記被測定回路の非接地電路のひとつと大地との間に切断可能に接続されると共に、既知の異なる値の第１のアドミッタンスＹ_ａと第２のアドミッタンスＹ_ｂとに切替可能に接続される模擬回路と、前記模擬回路と大地との間に前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_ａと第２のアドミッタンスＹ_ｂのうちのいずれかを接続した接続状態と、前記被測定回路と大地との間から前記模擬回路を切断した切断状態とで切り替える模擬回路開閉手段と、前記模擬回路を通して大地に流れる模擬電流を計測する模擬電流計測手段と、前記模擬回路開閉手段により前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_ａを接続状態とし、該接続状態において前記模擬回路接続時漏れ電流計測手段により模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａを計測すると共に、前記模擬電流計測手段により模擬電流Ｉ_ｔａを計測し、前記模擬回路開閉手段により前記模擬回路の第２のアドミッタンスＹ_ｂを接続状態とし、該接続状態において前記模擬回路接続時漏れ電流計測手段により前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂを計測し、前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａ、前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂ、前記模擬電流Ｉ_ｔａと、前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_ａ及び第２のアドミッタンスＹ_ｂに基づいて、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅを、関係式Ｒ_ｅ＝Ｆ（Ｉ_ａ、Ｉ_ｂ、Ｉ_ｔａ、Ｙ_ａ、Ｙ_ｂ）を用いて算出する第２の対地絶縁抵抗算出手段と、
被測定回路から大地への漏れ電流を検出する漏れ電流計測手段と、前記被測定回路の非接地電路のひとつと大地との間に切断可能に接続されると共に、既知の異なる値の第１のアドミッタンスＹ_ａと第２のアドミッタンスＹ_ｂとに切替可能に接続される模擬回路と、前記模擬回路と大地との間に前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_ａと第２のアドミッタンスＹ_ｂのうちのいずれかを接続した接続状態と、前記被測定回路と大地との間から前記模擬回路を切断した切断状態とで切り替える模擬回路開閉手段と、前記模擬回路開閉手段により前記模擬回路を切断状態とし、該切断状態において前記模擬回路切断時漏れ電流計測手段により前記漏れ電流Ｉ_ｇを計測する模擬回路切断時漏れ電流計測手段と、前記模擬回路開閉手段により前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_ａを接続状態とし、該接続状態において前記漏れ電流計測手段により模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａを計測すると共に、前記模擬回路開閉手段により前記模擬回路の第２のアドミッタンスＹ_ｂを接続状態とし、該接続状態において前記漏れ電流計測手段により前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂを計測し、前記模擬回路切断時漏れ電流Ｉ_ｇと、前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ａと、前記模擬回路接続時漏れ電流Ｉ_ｂと、前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_ａ及び第２のアドミッタンスＹ_ｂに基づいて、対地絶縁抵抗Ｒ_ｅを、関係式Ｒ_ｅ＝Ｆ（Ｉ_ｇ、Ｉ_ａ、Ｉ_ｂ、Ｙ_ａ、Ｙ_ｂ）を用いて算出する第３の対地絶縁抵抗算出手段の、
前記第１から第３の対地絶縁抵抗算出手段のうち少なくともひとつを有し、前記対地絶縁抵抗算出手段により算出された前記絶縁抵抗Ｒ_ｅに基づいて前記被測定回路の絶縁状態に関する情報を出力する出力手段を有する絶縁監視装置において、被測定回路が単相３線式交流回路の場合には前記対地絶縁抵抗算出手段による算出値の絶対値を前記対地絶縁抵抗とする手段と、を備えたことを特徴とする絶縁監視装置。